Описано розроблений поляризаційно-оптичний метод дослідження динамічного напруженого стану анізотропних матеріалів у елементах конструкцій - метод динамічної фотопружності анізотропних тіл. Викладено теоретичне обгрунтування методу. Визначено основні співвідношення методу динамічної фотопружності анізотропних середовищ. Розкрито зв'язок між напружено-деформованим станом та оптичними характеристиками у конструктивно-анізотропних тілах. Висвітлено основні вимоги до поляризаційно-динамічної установки. Досліджено механічні характеристики модельних конструктивно-анізотропних матеріалів. Проаналізовано процеси руйнування у пластинах з концентраторами. Наведено експериментальні розв'язки задач.

Рассмотрена новая задача гидроупругости о распространении волн вдоль упругого слоя с пустотами, контактирующего с двух сторон с жидкими средами. Для рассматриваемого случая получено дисперсионное уравнение, которое решалось численно. Проведен анализ полученного решения.

Запропоновано спосіб та алгоритм розрахунку динаміки просторових в'язкопружних гнучких конструкцій в рідині з урахуванням розслаблення в деяких елементах конструкції. Можливості запропонованого способу розрахунку проілюстровано на прикладі дослідження динаміки конструкції під час зміни швидкості буксирування з урахуванням дії морських хвиль. Одержано залежності періоду коливань буя від періоду коливань хвиль. Визначено кінематичні та силові характеристики конструкції для різних параметрів хвиль і зміни швидкості та напрямку буксирування.

Досліджено зміну зсувного модуля водних розчинів колагену в процесі золь-гелевого переходу. Запропоновано метод, що дозволяє з одержаних даних визначити концентрації гель-фази.

Експериментально досліджено вплив ультразвукових коливань на питомий опір рідини. Показано, що в рідині з високими діелектричними показниками (силіконовому маслі) під дією ультразвукових хвиль відбувається зменшення питомого опору рідини на три порядки. Цей ефект має пороговий характер, і величина порога зміни електричних властивостей рідини збігається з величиною порога збудження в ній передкавітаційного процесу. Показано, що застосування двох капілярів для локалізації збуреного середовища дозволяє створити у високоомній рідині стійкий електропровідний місток.

Індекс рубрикатора НБУВ: В251.106.2

Рубрики:

Гідропружність. Аеропружність < Вплив зовнішніх факторів на пружні тіла >

Шифр НБУВ: Ж29109 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Сформульовано задачу про явище самоперемикання акустичних хвиль у матеріалах, коли довжини хвиль не перевищують значно характерний розмір мікроструктури матеріалу. Застосовано мікроструктурну теорію двокомпонентних сумішей, яка добре пристосована для вивчення хвиль у композитних матеріалах. Одержано скорочені й еволіційні рівняння, які описують взаємодію двох поздовжніх плоских хвиль - пружної хвилі накачки та слабкої сигнальної хвилі. Описано процедуру отримання точного розв'язку еволюційних рівнянь для випадку узгоджених хвильових чисел хвилі накачки та сигнальної хвилі. Розв'язок зображено через еліптичну функцію Якобі.

Розглянуто нові задачі оптимального керування квазістатичним напружено-деформованим станом складеного тіла, що перебуває під впливом фільтраційного потоку рідини. Доведено теореми про існування єдиних оптимальних керувань станами таких систем.

Досліджено розповсюдження неусталених хвиль у напівнескінченій циліндричній оболонці в разі наявності на деякій відстані від торця пружної вставки. Припущено, що матеріал оболонки в'язкопружний, рідина в'язка нестислива. Рух оболонки описується рівняннями Кірхгофа-Лява, рух рідини - рівняннями, що осереднені за поперечним перетином. Задачу розв'язано за допомогою перетворення Лапласа у часі з наступним числoвим звертанням. Проаналізовано числові результати для радіального переміщення оболонки за наявності пружної вставки.

Представлено результати математичного моделювання коливань феномена Рійке в разі власного хвильового опору, які обумовлені негативним гідравлічним опором.

Зазначено, що додатки полімерів, зменшуючи турбулентне тертя, змінюють втрати тиску на витратомірних діафрагмах, чим вносять похибку в їх покази.

Рассмотрена история развития гидроупругости, одного из разделов механики. Ее зарождение связано с именами И. Ньютона, указавшего на взаимосвязь деформации упругой стенки сосуда и движения содержащейся в нем жидкости, и Л. Эйлера, предложившего первую математическую постановку задачи гидроупругости. Важнейшими этапами дальнейшего развития явились установленные Д. Кортевегом формулы для скорости звука в упругой трубе и разработанная Н. Е. Жуковским теория гидравлического удара.

На основании исследования акустоупругости в границах потенциала Мурнагана установлены теоретические закономерности распространения подповерхностных продольных акустических волн в твердой среде с напряжениями. Теоретические зависимости подтверждены экспериментально на образцах из стали 10ХСНД и алюминиевого сплава Д16.

Розроблено ефективний підхід до розв'язання задач про взаємодію сферичного та циліндричного (жорсткого або тонкої пружної оболонки) тіл у стисливій рідині. Розглянуто внутрішню вісесиметричну (циліндрична оболонка, заповнена акустичним середовищем, яка містить сферичне тіло, що коливається на її вісі) та зовнішню (взаємодія циліндричного та сферичного тіл у безмежному акустичному просторі) задачі. Визначено гідродинамічні характеристики рідини та характеристики деформування оболонки. З використанням порівняльного аналізу виявлено характерні механічні ефекти.

Вивчено процес деформування гіперпружних циліндричних оболонок під впливом нестаціонарного потоку в'язкої рідини. На підставі теорії великих деформацій та рівнянь Нав'є - Стокса для нестисливої в'язкої ньютонівської рідини розроблено уточнену математичну модель товстостінної гіперпружної оболонки, що містить нестаціонарний потік рідини. Запропоновано числовий метод розв'язання даної задачі, що базується на комбінуванні розкладання Гальоркіна за радіальною координатою та наближенні похідних невідомих функцій за поздовжньою координатою скінченними різницями. Розроблену методику та програму застосовано для розв'язання ряду задач гемодинаміки великих кровоносних судин. На прикладі течії крові в артерії людини числово вивчено напружено-деформований стан стінки судини, розподіл у часі тиску, швидкості потоку та напруження зсуву на стінці. Показано, що вплив деяких фізичних і геометричних характеристик стінок судини (поздовжній натяг, поступове звуження) на механічні та гідродинамічні параметри системи може бути істотним.

Побудовано та досліджено континуальні моделі середовищ з ієрархічною структурою. Наведено динамічні рівняння стану, які описують макроскопічні прояви структури. Розглянуто умови виникнення автохвильових режимів. Визначено області існування мультиперіодичних, квазіперіодичних і хаотичних режимів. Виявлено характерні відмінності атракторів, що відповідають різним проявам нелокальності. Проведено дослідження гідродинамічної моделі структурованого середовища. Встановлено, що автохвильові інваріантні режими відіграють роль проміжних асимптотик для широкого класу початкових та крайових задач. Досліджено симетрію гідродинамічних моделей без релаксації, а також отримано точні розв'язки та здійснено нелокальну лінеаризацію у випадку тетівського рівняння стану.

Дисертацію присвячено розвитку загального підходу до розв'язання задач ударної взаємодії затуплених твердих тіл і тонких пружних оболонок зі стисливою рідиною, які належать до нестаціонарних мішаних (немішаних) крайових задач механіки суцільного середовища з рухливою, невідомою границею, що змінюється за часом. На основі даного числово-аналітичного підходу розв'язано нові класи практично важливих задач удару та занурення затуплених тіл у рідину. Проведено дослідження впливу на основні характеристики процесу факторів: зустрічного руху рідини поблизу занурюваного тіла; наявності на поверхні рідини тонкої пружної пластини, мембрани; можливого відриву рідини від тіла в межах його змоченої поверхні; закінченості глибини рідини; несиметричності контуру циліндричного занурюваного тіла, його обертання навколо центра мас у випадку несиметричного удару; обертання тонкої пружної кругової циліндричної оболонки навколо своєї осі. Зроблено порівняльний аналіз різних моделей контакту тіл з рідиною та досліджено вплив на хід процесу занурення різних граничних умов на вільній поверхні рідини.

Досліджено поширення імпульсної хвилі тиску в еластичній циліндричній оболонці з рідиною в попередньо напруженому стані на підставі нелінійної за Карманом теорії оболонок Кірхгофа-Лява. Знайдено закон дисперсії хвилі в аналітичному вигляді та виявлено гідропружну нестійкість циліндричної форми системи рідина - оболонка у разі перевищення статичним однорідним тиском у рідині певного порогового значення, знайденого в явному вигляді. Запропоновано модель еластичної циліндричної трубки скінченної товщини з рідиною у разі поширення імпульсної хвилі тиску на базі загальних динамічних рівнянь гіперпружного ізотропного тіла у межах лінійної та геометрично нелінійної постановки задачі. В лінійній по вектору зміщення моделі методом асимптотичних розкладів в аналітичному вигляді знайдено закон дисперсії хвиль з довільною точністю та поправки до швидкості поширення довгих хвиль тиску, пов'язані зі скінченною товщиною стінки. У мажах геометрично-нелінійної задачі встановлено існування двох областей нестійкості циліндричної форми системи "рідина - пружна трубка" щодо статичного однорідного тиску в рідині. Проведено числове оцінювання результатів на підставі параметрів реальної кровоносної системи живого організму. Встановлено, що нестійкість цілком реальна у разі проходження пульсової хвилі, генерованої серцем, артеріями серцево-судинної системи.

Розроблено нелінійну модель дослідження динаміки трубопроводу за швидкісного руху рідини та перехідних режимів руху системи в околі критичних швидкостей. Проведено дослідження енергообміну між формами коливань системи. Проаналізовано можливості використання різних режимів змін швидкості течії та тиску для зменшення негативного впливу наближення до критичної швидкості. Розглянуто різні закони розгону та гальмування рідини, пульсації швидкості рідини та тиску у трубі. Встановлено, що визначальними для формування динамічних процесів є врахування сил інерції Коріоліса, а також сил внутрішнього тиску в рідині, які визначають додаткові зміни критичної швидкості.

В межах моделі Біо проаналізовано енергетичні, динамічні та кінематичні характеристики об'ємних хвиль. Встановлено, що тип граничних умов істотно впливає на процес відбиття. Досліджено поширення поверхневих хвиль на вільній межі пористо-пружного півпростору без врахування затухання та із затуханням. Показано, що для проникної межі поверхнева хвиля типу Релея існує не для всіх можливих параметрів середовища. Проаналізовано акустичні характеристики поверхневих хвиль на межі пористо-пружний півпростір-рідина для середовищ без затухання. Показано існування поверхневої хвилі типу Стоунлі - Шоклі та псевдоповерхневих хвиль - Стоунлі - Шоклі та Релея. Встановлено, що поверхнева хвиля типу Стоунлі - Шоклі, квазіповерхневі хвилі Стоунлі - Шоклі та Релея існують для обмеженого співвідношення контактуючих матеріалів. Виявлено, що в залежності від фізичних характеристик контактуючих середовищ і граничних умов можливі ситуації, коли існують усі три хвилі, коли існують тільки дві з них або тільки одна.